本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域,具體涉及汽車(chē)增壓渦輪。
背景技術(shù):
渦輪增壓(Turbo Boost),是一種利用內(nèi)燃機(jī)(Internal Combustion Engine)運(yùn)作轉(zhuǎn)產(chǎn)生的廢氣驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)(Air-compressor)的技術(shù),主要作用就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩,讓車(chē)子更有勁。渦輪是實(shí)現(xiàn)增壓的核心部件,氣流在進(jìn)入渦輪外殼后,會(huì)產(chǎn)生激振,渦輪外殼內(nèi)溫度較高,長(zhǎng)期使用,渦輪葉片容易受熱變形,而且,渦輪葉片承受壓力較大,長(zhǎng)期使用,渦輪葉片容易斷裂或變形。
石墨纖維雖然具有較好的耐高溫性、導(dǎo)熱性、抗熱震性,是用來(lái)制作渦輪葉片的理想材料。但因石墨纖維可燃或易于高溫下被氧化,在有火花或400攝氏度高溫的地方要謹(jǐn)慎設(shè)置,例如火花塞、燃燒室附近。因此不能用于制作渦輪葉片。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種外置陶瓷防氧化涂層的石墨纖維汽車(chē)增壓渦輪,解決以上至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。
本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
外置陶瓷防氧化涂層的石墨纖維汽車(chē)增壓渦輪,包括一汽車(chē)增壓用渦輪,所述渦輪包括渦輪外殼,位于所述渦輪外殼內(nèi)的渦輪葉片,其特征在于,
所述渦輪葉片包括一鈦合金基體,所述鈦合金基體為鈦合金網(wǎng)制成的鈦合金基體;
所述鈦合金基體外包裹有石墨纖維層,石墨纖維層外附著有陶瓷層,以所述陶瓷層作為陶瓷防氧化涂層。
本實(shí)用新型采用三層復(fù)合結(jié)構(gòu),在傳統(tǒng)的金屬基體外,增設(shè)石墨纖維層,因石墨具有較好的耐高溫性、導(dǎo)熱性、抗熱震性,可有效提高外殼的抗熱沖擊能力,避免金屬基體受熱變形或受壓斷裂。另外本專(zhuān)利還在石墨纖維層外增設(shè)陶瓷層,不但能夠防止包裹在內(nèi)的石墨纖維層和金屬基體氧化,而且陶瓷層可以將石墨纖維層與空氣隔離,避免石墨見(jiàn)火后燃燒。
使石墨纖維能夠用了制造渦輪葉片,以提高渦輪葉片性能。
更關(guān)鍵的是本實(shí)用新型還優(yōu)化了鈦合金基體的結(jié)構(gòu),本實(shí)用新型的鈦合金基體采用鈦合金網(wǎng)結(jié)構(gòu):一是,減少了鈦合金用量,節(jié)省成本;二是,易于鈦合金基體與石墨纖維層進(jìn)行結(jié)合,增加兩者間的牢固程度。
在生產(chǎn)過(guò)程中,可以首先鑄造出鈦合金基體,然后涂覆石墨纖維材料,并硬化,形成石墨纖維層,進(jìn)而對(duì)鈦合金基體形成包裹。然后涂覆陶瓷材料,進(jìn)行燒結(jié),形成陶瓷層,作為陶瓷防氧化涂層。
所述鈦合金網(wǎng)制成的鈦合金基體的網(wǎng)孔孔徑不小于0.03cm,不大于0.05cm。以保證葉片的強(qiáng)度。
所述石墨纖維層沿渦輪葉片的徑向設(shè)有呈條狀的凹槽,所述陶瓷層充滿(mǎn)所述凹槽。以增加石墨纖維層與陶瓷層的結(jié)合強(qiáng)度。同時(shí),可利于凹槽內(nèi)的陶瓷材料,形成加強(qiáng)筋,增加葉面的抗壓能力。
進(jìn)一步優(yōu)選,所述渦輪葉片包括靠近軸的根部,遠(yuǎn)離軸的外沿部,所述凹槽自所述根部向所述外沿部延伸;
所述凹槽越靠近所述外沿部,槽的深度越小。該結(jié)構(gòu),承壓能力更強(qiáng)。
所述渦輪葉片的一個(gè)葉片上設(shè)有三個(gè)所述凹槽,其中一個(gè)位于葉片的正面,另外兩個(gè)位于所述葉片的背面;
位于葉片的背面的兩個(gè)凹槽以位于葉片的正面的凹槽為鏡面對(duì)稱(chēng)軸,呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
以進(jìn)一步提高葉片的承壓能力。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型渦輪葉片縱剖面的部分結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型渦輪葉片縱截面的部分結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本實(shí)用新型渦輪的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解,下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
參照?qǐng)D1、圖2、圖3,外置陶瓷防氧化涂層的石墨纖維汽車(chē)增壓渦輪,包括一汽車(chē)增壓用渦輪,渦輪包括渦輪外殼5,位于渦輪外殼5內(nèi)的渦輪葉片6,渦輪葉片6包括一鈦合金基體1,鈦合金基體1為鈦合金網(wǎng)制成的鈦合金基體。鈦合金基體1外包裹有石墨纖維層2,石墨纖維層2外附著有陶瓷層3,以陶瓷層3作為陶瓷防氧化涂層。本實(shí)用新型采用三層復(fù)合結(jié)構(gòu),在傳統(tǒng)的金屬基體外,增設(shè)石墨纖維層2,因石墨具有較好的耐高溫性、導(dǎo)熱性、抗熱震性,可有效提高外殼的抗熱沖擊能力,避免金屬基體受熱變形或受壓斷裂。另外本專(zhuān)利還在石墨纖維層2外增設(shè)陶瓷層3,不但能夠防止包裹在內(nèi)的石墨纖維層2和金屬基體氧化,而且陶瓷層3可以將石墨纖維層2與空氣隔離,避免石墨見(jiàn)火后燃燒。使石墨纖維能夠用了制造渦輪葉片,以提高渦輪葉片性能。
更關(guān)鍵的是本實(shí)用新型還優(yōu)化了鈦合金基體1的結(jié)構(gòu),本實(shí)用新型的鈦合金基體1采用鈦合金結(jié)構(gòu):一是,減少了鈦合金用量,節(jié)省成本。二是,易于鈦合金基體1與石墨纖維層2進(jìn)行結(jié)合,增加兩者間的牢固程度。在生產(chǎn)過(guò)程中,可以首先鑄造出鈦合金基體1,然后涂覆石墨纖維材料,并硬化,形成石墨纖維層2,進(jìn)而對(duì)鈦合金基體1形成包裹。然后涂覆陶瓷材料,進(jìn)行燒結(jié),形成陶瓷層3,作為陶瓷防氧化涂層。鈦合金網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑不小于0.03cm,不大于0.05cm。以保證葉片的強(qiáng)度。
石墨纖維層2沿渦輪葉片6的徑向設(shè)有呈條狀的凹槽4,陶瓷層3充滿(mǎn)凹槽4。以增加石墨纖維層2與陶瓷層3的結(jié)合強(qiáng)度。同時(shí),可利于凹槽4內(nèi)的陶瓷材料,形成加強(qiáng)筋,增加葉面的抗壓能力。進(jìn)一步優(yōu)選,渦輪葉片6包括靠近軸的根部,遠(yuǎn)離軸的外沿部,凹槽4自根部向外沿部延伸。凹槽4越靠近外沿部,槽的深度越小。該結(jié)構(gòu),承壓能力更強(qiáng)。渦輪葉片6的一個(gè)葉片上設(shè)有三個(gè)凹槽4,其中一個(gè)位于葉片的正面,另外兩個(gè)位于葉片的背面。位于葉片的背面的兩個(gè)凹槽4以位于葉片的正面的凹槽4為鏡面對(duì)稱(chēng)軸,呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置。以進(jìn)一步提高葉片的承壓能力。
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理,在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下,本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。